Simulation informatique de la répartition de la matière dans l'univers. Les régions oranges hébergent des galaxies; les structures bleues sont le gaz et la matière noire. Une étude de l'Université de Californie a démontré que les régions opaques de l'univers ressemblent aux grands vides de la distribution des galaxies sur cette image, car trop peu de lumière provenant des galaxies est capable d'atteindre ces régions et de les rendre transparentes. Crédit :Collaboration TNG
astronomes de l'Université de Californie, dont trois de l'UCLA, ont résolu un mystère sur l'univers primitif et ses premières galaxies.
Les astronomes savent qu'il y a plus de 12 milliards d'années, environ 1 milliard d'années après le Big Bang, le gaz dans l'espace lointain était, en moyenne, beaucoup plus opaque qu'aujourd'hui dans certaines régions, bien que l'opacité variait considérablement d'un endroit à l'autre. Mais ils n'étaient pas sûrs de la cause de ces variations.
Pour savoir pourquoi les différences se sont produites, les astronomes ont utilisé l'un des plus grands télescopes du monde, le télescope Subaru sur le Mauna Kea à Hawaï, pour rechercher des galaxies de jeunes étoiles dans une région de l'espace exceptionnellement grande – 500 millions d'années-lumière de diamètre – où ils savaient que le gaz intergalactique était extrêmement opaque.
Si la région avait un nombre inhabituellement petit de galaxies, les scientifiques pourraient conclure que la lumière des étoiles ne pourrait pas pénétrer aussi loin que prévu à travers le gaz intergalactique; s'il avait un nombre inhabituellement grand de galaxies, l'implication serait que la région s'était considérablement refroidie au cours des centaines de millions d'années précédentes. (Avoir peu de galaxies dans une région signifierait non seulement qu'il y avait moins de lumière créée par ces galaxies, mais aussi qu'un gaz encore plus opaque se formait, la lumière ne pouvait donc pas voyager aussi loin que les astronomes l'avaient prévu.)
"C'était un cas rare en astronomie où deux modèles concurrents, qui étaient tous deux convaincants à leur manière, offraient des prédictions exactement opposées, et nous avons eu de la chance que ces prédictions soient vérifiables, " a déclaré Steven Furlanetto, professeur d'astronomie à l'UCLA et co-auteur de la recherche.
Les chercheurs ont découvert que la région contient beaucoup moins de galaxies que prévu, preuve évidente que la lumière des étoiles ne pouvait pas passer. La rareté des galaxies pourrait être la raison pour laquelle cette région est si opaque.
"Ce n'est pas que l'opacité soit une cause du manque de galaxies, " dit Furlanetto. " Au lieu de cela, C'est l'inverse."
Ils ont conclu que parce que le gaz dans l'espace lointain est maintenu transparent par la lumière ultraviolette des galaxies, moins de galaxies proches pourraient le rendre plus trouble.
La recherche est publiée dans le Journal d'astrophysique .
Dans le premier milliard d'années après le Big Bang, la lumière ultraviolette des premières galaxies a rempli l'univers de gaz dans l'espace lointain. Cela se serait produit plus tôt dans les régions avec plus de galaxies, concluent les astronomes. Les astronomes prévoient d'étudier plus avant si le vide et d'autres similaires révéleront des indices sur la façon dont les premières générations de galaxies ont illuminé l'univers au cours de cette première période. Furlanetto a déclaré que les astronomes espèrent que l'étude de l'interaction des galaxies et du gaz dans l'espace lointain en révélera davantage sur la façon dont l'écosystème intergalactique a pris forme au cours de cette période de l'univers primitif.
